Les légumineuses, souvent désignées par le terme générique de "légumes secs", constituent une famille de plantes dont les fruits comestibles se développent à l'intérieur de gousses. Au-delà de leur valeur alimentaire, ces plantes jouent un rôle fondamental dans l'amélioration et le maintien de la fertilité des sols, agissant comme de véritables "engrais verts". Leur capacité unique à fixer l'azote atmosphérique, un nutriment essentiel à la croissance végétale, en fait des partenaires inestimables pour une agriculture plus respectueuse de l'environnement et économiquement viable. Les légumineuses fourragères, quant à elles, trouvent une application directe dans l'alimentation des animaux d'élevage, que ce soit par le pâturage, le foin ou l'ensilage.
La Fixation de l'Azote : Un Cadeau de la Nature
Le mécanisme par lequel les légumineuses enrichissent les sols en azote est un processus biologique fascinant. Les racines de ces plantes abritent des nodosités, de petits renflements qui hébergent des bactéries du genre Rhizobium. Ces bactéries vivent en symbiose avec la légumineuse : la plante leur fournit des nutriments carbonés, et en retour, les bactéries transforment l'azote présent dans l'atmosphère (N2) en une forme assimilable par les plantes, principalement sous forme d'ions ammonium (NH4+). Cet azote ainsi accumulé dans le sol nourrit non seulement la légumineuse elle-même, mais aussi les cultures qui lui succèdent, que ce soit par la décomposition des résidus de la plante (racines et parties aériennes) ou par la culture simultanée dans des mélanges.
Cette capacité à produire leur propre engrais azoté signifie que la culture des légumineuses ne nécessite aucun apport externe d'azote, et réduit considérablement, voire annule, le besoin d'engrais minéraux ou organiques pour la culture suivante. Il est d'ailleurs contre-productif d'apporter des engrais azotés en même temps que des légumineuses, car celles-ci privilégient l'azote déjà présent dans le sol et ne déclenchent leur processus de fixation atmosphérique que lorsque cet azote devient rare. Ainsi, semer du trèfle, du lupin ou du mélilot permet de fertiliser durablement les cultures particulièrement gourmandes en azote.
Amélioration de la Structure du Sol et Couverture Végétale
Outre la fertilisation azotée, les légumineuses contribuent significativement à l'amélioration de la structure du sol. La plupart des fabacées possèdent un système racinaire puissant, souvent pivotant, capable de descendre en profondeur - la luzerne, par exemple, peut atteindre deux mètres. Ces racines profondes aèrent le sol, le décompactent, facilitent l'infiltration de l'eau et ne concurrencent que peu les racines plus superficielles des autres cultures.
De plus, comme toute couverture végétale, les légumineuses, lorsqu'elles sont semées en interculture ou en couvert, empêchent le sol de rester à nu. Cette couverture dense offre de multiples avantages : elle limite l'érosion et le lessivage des nutriments par les pluies, réduit l'évaporation de l'eau, maintenant ainsi le sol plus frais, et supprime la germination des mauvaises herbes. Dans certains cas, la floraison des légumineuses peut également apporter une touche décorative au paysage.
Les Légumineuses comme Engrais Verts : Une Stratégie Polyvalente
L'utilisation des légumineuses comme engrais verts est une pratique agricole et horticole ancienne, mais dont l'importance est renforcée dans le contexte actuel de recherche d'autonomie et de durabilité. Elles peuvent être semées au potager, au verger, ou même dans les jardins d'ornement. Le choix entre espèces vivaces, bisannuelles ou annuelles dépendra des objectifs et de la durée de la couverture souhaitée. Les plantes peuvent être broyées et enfouies dans le sol avant la culture suivante, ou simplement coupées et laissées en surface comme un paillis. L'enfouissement est généralement réalisé juste avant ou au moment de la floraison pour maximiser l'apport d'azote, mais cela implique de renoncer à la beauté des fleurs.
POURQUOI SEMER DES ENGRAIS VERTS AU POTAGER?
La Pratique des Mélanges d'Engrais Verts Hivernants
L'optimisation des parcelles potagères pendant l'hiver peut sembler complexe, mais l'utilisation de mélanges hivernants de légumineuses pour engrais verts offre une solution élégante. Semées en fin d'été ou début d'automne, ces plantes forment une couverture dense qui protège le sol, préserve l'humidité, améliore sa structure et restitue rapidement l'azote aux cultures futures. Un mélange typique peut inclure la féverole, le pois, la vesce, le trèfle et d'autres légumineuses, favorisant ainsi la vie du sol, générant une biomasse abondante et constituant une stratégie naturelle pour maintenir la fertilité.
Benoît, un paysan inspiré par ses pairs et des recherches approfondies, a développé un mélange hivernant composé à 100% de légumineuses. Son objectif est de créer une culture autonome en azote, produisant une masse sèche maximale sans épuiser les réserves du sol, tout en stimulant intensément la biodiversité du sol. La sélection d'espèces à grosses graines facilite le semis sous paillis, éliminant le besoin de travail mécanique du sol, une approche valorisée dans les jardins modernes. La diversité des systèmes racinaires assure un travail biologique du sol réparti, tandis que la restitution rapide de l'azote, disponible environ 40 jours après la fauche, coïncide parfaitement avec les périodes de semis et de fauche, optimisant ainsi la fertilisation.
Ce mélange comprend dix plantes différentes pour maximiser la biodiversité. Les semis sont généralement effectués en fin d'été ou début d'automne, sur les planches qui ne seront pas cultivées pendant l'hiver.
Avantages et Inconvénients des Mélanges de Légumineuses
Avantages :
- Restitution d'azote et de nutriments essentiels pour les cultures suivantes.
- Couverture efficace du sol, protégeant contre l'érosion et limitant les mauvaises herbes.
- Stimulation de la biodiversité du sol et de la microfaune.
- Adaptés aux semis tardifs avec une croissance rapide.
- Amélioration de la structure du sol grâce à leur système racinaire.
Inconvénients :
- Certaines espèces peuvent être sensibles au gel ou aux maladies si le sol n'est pas correctement préparé.
- Un choix judicieux des espèces est nécessaire pour éviter les conflits potentiels avec les cultures suivantes.
- La gestion de la biomasse dense lors de la destruction (fauchage ou roulage) peut être contraignante.
Composition d'un Mélange Type
Un mélange d'engrais verts à base de légumineuses peut être composé de diverses espèces, avec des proportions ajustées selon les objectifs. Par exemple, un mélange peut inclure :
- Féverole d’Hiver : 20 %
- Pois d’Hiver : 12 %
- Trèfle Incarnat : 15 %
- Vesce d’Hiver : 20 %
- Lotier Corniculé : 5 %
- Lupin Jaune d’Hiver : 5 %
- Luzerne Pluriannuelle : 6 %
- Mélilot : 6 %
- Minette : 5 %
- Sainfoin Pluriannuel : 6 %
Pour 100 m², les quantités peuvent varier, par exemple :
- Féverole : 360 g
- Lotier : 7.5 g
- Lupin : 75 g
- Luzerne : 15 g
- Mélilot : 12 g
- Minette : 7,5 g
- Pois d’Hiver : 72 g
- Sainfoin Pluriannuel : 27 g
- Trèfle Incarnat : 38 g
- Vesce d’Hiver : 100 g
La densité de semis pour 10 m² se situe généralement entre 200 et 400 g, selon les espèces et les objectifs. La période de semis idéale pour les variétés d'hiver s'étend de fin août à début novembre.
Défis et Opportunités en Afrique Subsaharienne
Dans des régions comme l'Afrique subsaharienne, où l'insécurité alimentaire touche une part importante de la population, l'augmentation du rendement des céréales est une nécessité. Cependant, cette augmentation est freinée par l'épuisement des nutriments des sols, dû à des décennies de culture continue avec une fertilisation insuffisante, tant minérale qu'organique. Pour atteindre les rendements céréaliers compatibles avec la sécurité alimentaire, les apports d'azote devraient être multipliés par quinze.
Les engrais minéraux, bien qu'essentiels, présentent des inconvénients : leur coût élevé, souvent prohibitif pour les agriculteurs, et leur impact environnemental potentiel en cas d'usage excessif, une contrainte exacerbée par les récentes perturbations des marchés mondiaux.
C'est dans ce contexte que les légumineuses apparaissent comme une solution prometteuse. Leur capacité à fixer l'azote atmosphérique peut fournir au sol des quantités substantielles de ce nutriment, optimisant ainsi le recours aux engrais minéraux et améliorant le rendement des céréales. Cette approche est particulièrement pertinente dans les systèmes agricoles où la faible utilisation d'engrais minéraux et la disponibilité limitée de biomasse pour la fertilisation organique constituent des freins majeurs.
Expérimentation à Madagascar
À Madagascar, où l'autosuffisance alimentaire passe par l'accroissement de la production de riz, la culture du riz pluvial s'est étendue, mais les rendements restent faibles (1,6 t/ha en moyenne) comparés au potentiel des stations de recherche (4-6 t/ha). Des instituts de recherche malgaches et français ont exploré l'utilisation d'engrais verts, notamment des combinaisons de Mucuna et Crotalaria, pour remplacer une partie des engrais minéraux.
Dans une expérimentation menée sur deux ans, l'intégration de ces légumineuses comme engrais vert, suivie de l'incorporation de leurs résidus dans le sol avant le semis du riz, a permis d'observer des effets positifs. La modélisation des données a montré que l'engrais vert permettait d'atteindre un rendement cible de 3,7 t/ha avec seulement 40 kg/ha d'azote apporté par engrais minéral, contre 100 kg/ha sans engrais vert.
Compromis et Ajustements Nécessaires
Malgré ces résultats prometteurs, la mise en œuvre de cette pratique dans les exploitations familiales malgaches nécessite des ajustements importants :
- Gestion de la pluviométrie : Les années de forte pluviométrie peuvent entraîner le lessivage de l'azote, annulant les bénéfices de l'engrais vert. Une gestion dynamique des résidus et des engrais, ainsi qu'un conseil technique adapté, sont indispensables.
- Perte de rendement temporaire : La culture de l'engrais vert occupe une partie des terres qui pourraient être dédiées au riz. Cette perte de production alimentaire doit être compensée par des mécanismes incitatifs reconnaissant les services rendus par l'engrais vert (gestion des ravageurs, amélioration de la fertilité, maintien de la biodiversité).
- Utilisation des résidus : Les résidus de culture sont souvent consommés par le bétail. Des solutions alternatives pour l'alimentation animale doivent être trouvées, ainsi que des compensations financières pour les agriculteurs qui font face à des dépenses supplémentaires.
Légumineuses à Double Usage
Pour surmonter la contrainte liée à la perte de production alimentaire, le développement de légumineuses à double usage, produisant à la fois des graines comestibles et du fourrage, est une piste explorée. Ces cultures, comme l'arachide, peuvent partiellement compenser la perte de rendement du riz tout en fournissant des nutriments et du fourrage. L'existence d'un marché et de prix rémunérateurs pour ces productions est cependant une condition préalable à leur adoption généralisée. L'intégration de ces légumineuses à double usage pourrait être un élément clé pour trouver le compromis nécessaire à l'amélioration de la fertilité des sols et à la sécurité alimentaire. Le changement vers un système de céréaliculture plus productif et durable est un défi urgent, mais réalisable avec des approches innovantes.